第3章实验.doc

3.2 实验指导3.2.1 对象指针和对象引用【实验3-1】比较两个分数的大小 【问题描述】 设计分数类Fraction，它具有分子和分母两个数据成员，具有构造函数和读取分子、分母值的成员函数。定义全局函数compare()，其功能是比较两个分数大小，若相等，返回0，若第一个分数大于第二个，返回1，小于则返回-1。为简单起见，暂不考虑约分问题。【实例输出】【实验思路】本题重点在于全局函数compare()和分数类Fraction的设计。由于compare()中需要比较两分数大小，故应先实现Fraction类，再实现compare()。本题难点在于compare()的定义。很明显，该函数操作的对象是待比较的两个分数对象，因此compare()的函数原型有两种选择：（1） int compare(Fraction f1, Fraction f2); /形参是对象（2） int compare(Fraction &f1, Fraction &f2); /形参是对象引用请读者自行思考该选择哪种函数原型，理由是什么？【代码模板】（1） Fraction类声明部分class Fractionpublic:Fraction(int n,int d);int getNum() return numerator; int getDenom() return denominator; private:int numerator; /分子int denominator; /分母 ;（2） main()的实现int main()int x,y;cout x y;Fraction f1(x,y);cout x y;Fraction f2(x,y);int result = compare(f1,f2);cout f1.GetNum() / f1.GetDenom();if(result = 0)cout = ;else if(result = 1)cout ;elsecout ;cout f2.GetNum() / f2.GetDenom() endl; return 0;【问题拓展】请读者进一步思考，函数int compare(Fraction &f1, Fraction &f2)的形参类型是Fraction &类型好，还是const Fraction &类型更好，为什么？如果const Fraction &类型更好，应如何修改本程序？【实验3-2】模拟存钱罐【问题描述】可以将币值为1角、5角、1元、5元、10元的零钱存入存钱罐中，最多能存放100张。编程模拟存钱罐功能：用户按一次回车键代表存入一个零钱，币值随机。当用户键入除回车键外的任意键后，程序应打印出存钱总额，并分类统计出各类币值的零钱分别是多少。【实例输出】【实验思路】本题最难点是整个程序的框架布局。首先应确定问题涉及两个类：SavingBox类和Money类。而确定这两个类具有哪些类成员是最重要、也最困难之处。（1） SavingBox类由于存钱罐最多能存放100张零钱，因此其数据成员应该包含一个具有100个元素的指针数组“Money * items100”，数组中的每个指针均可指向一个Money类对象，利用该数组就实现了存钱罐的存钱功能。另外，为统计究竟存入了多少币，还应定义整型数据成员count，每存入一个零币就计数一次。围绕这两个数据成员，应具有的成员函数有构造函数、析构函数、存钱函数PutIntoMoney()和统计函数Count()。（2） Money类Money类仅有代表币值的浮点型数据成员value，其成员函数有构造函数和读取币值的函数getValue()。其中，构造函数应保证生成的币值是随机数，且该随机数在符合题目要求的范围内。此外题目要求用户按一次回车键投入一张零钱，故Money类对象可用动态存储分配实现。随机函数相关说明参见实验2-7。【代码模板】（1） Money类声明class Moneypublic: Money(); /产生的零钱面额是随机的！ double getValue() const;private: double value;（2） SavingBox类声明class SavingBoxpublic: SavingBox(); SavingBox(); /释放每张随机生成的零钱 void PutIntoMoney(Money* mon); /投入一张零钱 void Count() const; /零钱分类统计private: Money *items100; /指针数组，可容纳100个元素 int count;（3） main()的实现int main() SavingBox piggybank; srand(time(NULL); /设置随机数种子 while(cin.get() = n) /输入的键是回车键时保持循环 piggybank.PutIntoMoney(new Money(); piggybank.Count(); return 0;（4） 部分重要成员函数提示Money:Money() static double val = 0.1,0.5,1,5,10; /*生成随机数magic*/ value = valmagic;SavingBox:SavingBox()for(int i = 0;i count;i+)delete itemsi;void SavingBox:PutIntoMoney(Money *mon) /*将mon放入存钱罐中，即mon赋给数组item对应元素*/ cout 投入 getValue() 元币。 endl;【问题拓展】在UML中，SavingBox类和Money类之间是什么关系？本题中二者的这种关系体现在哪里？3.2.2 常对象和常成员【实验3-3】设计实时更新的日期类Date【问题描述】设计日期类Date，它具有年、月、日等数据成员，并具有无参构造函数和带参构造函数，其中无参构造函数按照系统当前日期初始化年月日。此外，Date类还具有年、月、日对应的get和set的方法以及打印日期的pirnt()方法。请打印出我国举办奥运会的日期和系统当前日期，为简单起见，假设每个月均有31天。【实例输出】【实验思路】 Date类具有哪些类成员题目已明确说明。实现该类的难点主要是如何获取系统当前时间进行初始化工作。此外，请读者观察本题涉及哪些常对象和常成员。（1） 获取系统当前日期从实验2-4可知，调用标准C头文件中的库函数time(NULL)会返回自格林威治时间1970年1月1日凌晨至现在所经过的秒数，可将其保存在变量now中，再调用函数localtime(&now)可以把time(NULL)返回的时间now转换为当地时间，并保存在结构体struct tm类型的变量中，该变量的成员tm_year、tm_mon、tm_mday即代表系统当前的年月日。（2） 找出问题中的常对象和常成员由于我国举办奥运会的日期是已知的、确定的，故可以将其视为常值，也就是常对象，其类型为const Date。而Date类中不会修改数据成员的成员函数是print()和get方法，故可将其声明为常成员函数。【代码模板】（1） Date类声明class Datepublic: Date(); Date(int y,int m,int d); void setDate(int y,int m,int d); void setYear(int y); void setMonth(int m); void setDay(int d); int getYear() const; int getMonth() const; int getDay() const; void print() const;private: int year; /年份大于0 int month; /1-12月 int day; /1-31天;（2） Date类无参构造函数Date:Date() long now = time(NULL); /返回以秒为单位的当前系统时间 tm local = *localtime(&now); /将now转换为本地时间格式 setDate(1900 + local.tm_year , local.tm_mon + 1 , local.tm_mday); （3） 设置月份的成员函数inline void Date:setMonth(int m) month = (m 0 & m = 12 ? m : 1);（4） main()的实现int main() const Date OlympicDay(2008,8,8); /OlympicDay.SetDate(2008,8,9); cout 我国举办奥运会的日期是: ;OlympicDay.print();Date now;cout 当前系统时间是:;now.print(); cout 用户设置的时间是:;now.SetDate(2009,7,5);now.print(); return 0; 【问题拓展】 将主函数中被注释掉的语句“OlympicDay.SetDate(2008,8,9);”前面的“/”去掉，程序能正常执行吗？为什么？【实验3-4】打印社保信息【问题描述】设计居民类Citizen，它具有姓名、性别、出生日期和身份证号等属性，其中，出生日期的数据类型为Date类。Citizen类具有构造函数和print()方法。编写主函数测试Citizen类的功能。【实例输出】【实验思路】本题涉及两个类Date类和Citizen类。Date类的实现可参考实验3-3，Citizen类具有哪些类成员题意已清楚说明，并且不难实现。本题应先实现Date类，再实现Citizen类。本题的难点是找出Citizen类具有哪些常成员。对于每个人来讲，性别、出生日期、身份证号虽然各自不同，但都是固定不变的信息，因此应将其视为常数据成员，其初始化仅能在构造函数的初始化列表中完成。从功能上讲，print()方法仅能读取数据成员，不会修改数据成员的值，因此是常成员函数。【代码模板】（1） Citizen类声明class Citizenpublic: Citizen(char *pname,const char *pgen,const char *pID,const Date &d); void print() const; /常成员函数private: string name; const string gender; /常数据成员 const string IDCardNum; /常数据成员 const Date birthday; /常数据成员、常对象;（2） main()的实现int main() Citizen Lily(李莉,女Date(1979,4,5); Lily.print(); return 0;【问题拓展】能否将Citizen类的3个string类常数据成员的数据类型换成char *？3.2.3 对象数组和对象成员【实验3-5】打印运动会参赛人员名单 【问题描述】 学校运动会有游泳、跳高、短跑等比赛项目，限每位参赛人员仅能参加一项比赛。请打印出参加游泳比赛的运动员名单。已知运动员的属性有姓名、院系等，比赛项目的属性有项目名称、比赛时间、参赛人数、参赛人员等。【实例输出】【实验思路】由题意可知，问题涉及运动员类Athlete和比赛项目类Game。这两个类的关系在UML中称之为“关联（association）”，这里可理解为多个运动员参加游泳比赛，如图3-2所示。1 参加 *游泳比赛运动员图3-2 关联示意图在设计这两个类时，如何体现它们之间的关联是本题的难点。通常情况下，可以采用对象指针来实现关联，即在游泳比赛Game类中定义一个Athlete *类型的指针arr，arr指向参加游泳比赛的运动员集合（数组），该指针的初始化在Game类的构造函数中进行。【代码模板】（1） Athlete类声明部分class Athletepublic: Athlete(char *pname,char *pdept); const string & getName() const return name; const string & getDept() const return dept; private: string name; /姓名 string dept; /所在院系;（2） Game类声明部分class Gamepublic: Game(char *pname,int h,int m,int c,Athlete *a); void print() const;private: string name; /比赛项目名 int hour; /比赛时间 int minute; int count; /参赛人数 Athlete *arr; /参赛人员;（3） main()的实现int main() Athlete arr3 = Athlete(刘勇,商学院), /对象数组初始化Athlete(周华,文学院),Athlete(何川洋,法学院); Game swimming(游泳,15,30,3,arr); swimming.print(); return 0;【问题拓展】（1） Game类中的对象指针“Athlete *arr”能否换成对象引用，为什么？（2） 在UML中，能构成多边形的各顶点（Point类）和多边形（Polygon类）之间是组合关系。组合关系是否用对象指针体现？（3） Athlete类的常成员函数getName()和getDept()的函数返回值类型为const string &，能否换成sting &？为什么？【实验3-6】随机组句游戏【问题描述】 用户按一次回车键，就按照冠词、名词、动词、介词、冠词、名词的顺序随机组一个句子，并显示到屏幕上。组句用的单词应从以下的字符串数组中随机选出。要求句中各单词用空格分隔，句首字母大写，句末加上句号。 冠词数组包含：many,those,the,some,any 名词数组包含：bulls,photoes,potatoes,cars,girls 动词数组包含：kicked,ran,sleep,slided,jumped 介词数组包含：on,to,from,under,over【实例输出】【实验思路】 随机组句的主要思路是：将冠词、名词、动词、介词数组定义为4个string类型的数组，然后按照按冠词、名词、动词、介词、冠词、名词的顺序，依次从4个数组中随机选出6个单词，并利用运算符“+”将这6个单词连接成句子然后输出。 组句功能由类Sentence完成。它的属性是string类型的变量content，用于存储连接成的句子。Sentence的方法包括构造函数、实现组句功能的MakeSentence()、打印组句结果的print()、清空语句内容的clear()。本题的难点是如何从每个数组中随机选取单词。其实只需产生一个代表数组下标的随机数magic，并保证其值在0,4之间，即可实现随机选取单词。随机数的产生采用函数srand()和rand()完成，这两个函数声明于中。【代码模板】（1） Sentence类声明class Sentencepublic: Sentence(); void MakeSentence(string *art,string *noun,string *prep,string *verb); /组句 void print() const; /打印所组成的句子 void clear(); /清空句子private: string content; int Rand() const; /随机生成0,4的随机数;（2） 部分成员函数实现void Sentence:clear() content.erase(); /清除字符串内容void Sentence:MakeSentence(string *art,string *noun,string *prep,string *verb) string temp = artRand(); if(temp0 = 97) temp0 -= 32; content += temp + + nounRand() + + verbRand() + + prepRand() + + artRand() + + nounRand();（3） main()的实现int main() string article5 = many,those,the,some,any; string noun5 = bulls,photoes,potatoes,cars,girls; string verb5 = kicked,ran,sleep,slided,jumped; string prep5 = on,to,from,under,over; Sentence sen; srand(time(NULL); while(cin.get() = n) sen.MakeSentence(article,noun,prep,verb); sen.print(); sen.clear(); return 0; 【问题拓展】 随机组句常常组出毫无意义的句子。能否实现一首四行的打油诗，最好能押韵？3.2.4 综合实验【实验3-7】查询个人图书借阅情况【问题描述】读者凭借阅证从图书馆借阅图书，每张借阅证的借阅限额为10本，超过则无法借出。已知图书的相关信息有：图书编号、书名、作者、出版社。借阅证的相关信息有：借阅证号、姓名、院系、借书限额、已借阅数。请打印出某同学的借阅信息。【实例输出】【实验思路】本题较为综合地考察了第二、三章的相关知识。本题有两个重点（也是难点）：（1）问题涉及哪些类，它们的关系如何？（2）这些类具有哪些成员？这两个问题解决了，程序的框架就搭建起来了。在寻找类的阶段，程序中的候选类别有：读者、借阅证、图书。甄别候选类时不难看出，读者类和借阅证类都代表借阅人的相关信息，并且借阅证类更具描述力，因此，剔除冗余类读者类。而剩下的借阅证类和图书类之间存在着关联关系，如图3-3所示。1 借阅 *借阅证图书图3-3 二元关联关系进一步思考会发现，借阅关系有属于自己的特征：借阅人、借阅的具体书籍、借阅数量、借阅日期。因此应把借阅关系单独抽象为借阅类，如图3-4所示。1 *1 *借阅证图书借阅图3-4 关联关系抽象为类故问题中的类主要包含借阅证类LibraryCard、图书类Book、借阅类Loan，这里再增加一个表示借阅日期的辅助类Date。4个类中，较容易实现的是Book类和Date类，其具体的类成员实现参考【代码模板】。找出LibraryCard类的数据成员并不难，它们是：阅证号、姓名、院系、已借阅数、借阅限额。其中，借阅限额应定义为静态数据成员。LibraryCard类的成员函数有构造函数、打印借阅证信息的print()、读取阅证号、姓名、院系的get方法。由于题目要求检查借阅量是否已达到借阅限额，还应定义方法CheckQuota()，而方法IncCount()则根据本次借阅册数修改借阅证上的已借阅册数。Loan类具有借阅人、借阅的具体书籍、借阅数量、借阅日期等数据成员，其中借阅日期是对象成员。该类具有的成员函数有构造函数、打印本次借阅信息的函数print()。其中，构造函数中应检测本次借阅是否有效，即借阅册数是否达到该借阅证的借阅上限。【代码模板】（1） Book类声明class Bookpublic: Book(char *pnum,char *pname,char *au,char *ppub); void print() const; /打印图书相关信息private: string bkNumber; /图书编号 string bkName; /书名 string author; /作者 string pub; /出版社; （2） Date类声明class Datepublic: Date(int y,int m,int d); void setYear(int y); void setMonth(int m); void setDay(int d); void print() const; /打印日期private: int year; int month; int day;（3） LibraryCard类声明class LibraryCardpublic: LibraryCard(char *pnum,char *pname,char *pdept); void IncCount(int c); /根据当前借书数c修改已借阅数 bool CheckQuota(int c); /检查借阅量是否已达到借阅限额 const string & getCrdNumber() const; /返回借阅证号 const